一、编写UART_2串口发送程序时,初始化需要设置哪些参数?
1. 需要为UART_2相关的各个变量赋值,初始化各个地址参数:
2. 关总中断
DISABLE_INTERRUPTS;
3. 用户外设模块初始化
gpio_init(LIGHT_BLUE,GPIO_OUTPUT,LIGHT_ON); //初始化蓝灯
//uart_init(UART_User,115200);
4. 使能GPIOA和UART2的时钟
*RCC_APB1|=(0x1UL<<17U); //UART2时钟使能
*RCC_AHB2 |=(0x1UL<<0U); //GPIOA时钟使能
5. 将GPIO端口设置为复用功能
//首先将D7、D6、D5、D4清零
*gpio_mode &= ~((0x3UL<<4U)|(0x3UL<<6U));
//然后将D7、D6、D5、D4设为1010,设置PTA2、PTA3为复用功能串行功能。
*gpio_mode |=((0x2UL<<4U)|(0x2UL<<6U));
6. 选择引脚的端口复用功能
//首先将D15~D8清零
*gpio_afrl &= ~((0xFUL<<8U)|(0xFUL<<12U));
//然后将D15~D8设置为01110111,分别将PTA3、PTA2引脚设置为USART2_RX、USART2_TX
*gpio_afrl=(((0x1UL<<8U)|(0x2UL<<8U)|(0x4UL<<8U))|((0x1UL<<12U)
|(0x2UL<<12U)|(0x4UL<<12U)));
//暂时禁用UART功能,控制寄存器1的第0位对应的是UE—USART使能位。
//此位清零后,USART预分频器和输出将立即停止,并丢弃所有当前操作。
*uart_cr1 &= ~(0x1UL);
//暂时关闭串口发送与接收功能,控制寄存器1的发送器使能位(D3)、接收器使能位(D2)
*uart_cr1 &= ~((0x1UL<<3U)|(0x1UL<<2U));
7. 配置波特率
if(*uart_cr1&(0x1UL<<15) == (0x1UL<<15))
usartdiv = (uint16_t)((SystemCoreClock/115200)*2);
else
usartdiv = (uint16_t)((SystemCoreClock/115200));
*uart_brr = usartdiv;
8. 初始化控制寄存器和中断状态寄存器、清标志位
//关中断
*uart_isr = 0x0UL;
//将控制寄存器2的两个使能位清零。D14—LIN模式使能位、D11—时钟使能位
*uart_cr2 &= ~((0x1UL<<14U)|(0x1UL<<11U));
//将控制寄存器3的三个使能位清零。D5 (SCEN) —smartcard模式使能位、
//D3 (HDSEL) —半双工选择位、D1 (IREN) —IrDA 模式使能位
*uart_cr3 &= ~((0x1UL<<5U) | (0x1UL<<3U) |(0x1UL<<1U));
//启动串口发送与接收功能
*uart_cr1 |= ((0x1UL<<3U)|(0x1UL<<2U));
//开启UART功能
*uart_cr1 |= (0x1UL<<0U);
2、假设速度为115200,系统时钟为72MHz,波特率寄存器BRR中的值应该是多少?
通过配置波特率代码:
配置波特率
易知,当系数为8和16时BRR中的值分别为 1250,625
3、中断向量表在哪个文件中?表中有多少项?给出部分截图。
中断向量表在工程文件中的startup_stm32l431rctx.s 中,如图所示:
表中共有99个中断,前16个为内核中断,后面的为非内核中断
4、以下是中断源使能函数,假设中断源为TIM6,将函数实例化(写出各项具体数值)。
首先查看中断向量表:
TIM6为图中第211行。
然后将函数实例化:
__STATIC_INLINE void __NVIC_EnableIRQ(IRQn_Type IRQn)
{
if ((int32_t)(IRQn) >= 0)
{
NVIC->ISER[(((uint32_t)IRQn) >> 5UL)] = (uint32_t)(1UL << (((uint32_t)IRQn) & 0x1FUL));
}
)
TIM6_DAC_IRQHandler=54,二进制为110110
可得最终结果为:NVIC->ISER[1] = 0x00400000
5、假设将UART_2和TIM6交换其在中断向量表中的位置和IRQ号, UART_2可以正常中断吗?
易知,可以正常中断,向量号只是类似程序查找的地址,只需要正确填写对应的中断向量号进行调用,程序就是可以正常运行与收发信息的。
作业2:
- 构件调用方式实现:
- main.c:
//主函数,一般情况下可以认为程序从此开始运行(实际上有启动过程,参见书稿)
int main(void)
{
//(1)======启动部分(开头)==========================================
//(1.1)声明main函数使用的局部变量
uint32_t mMainLoopCount; //主循环次数变量
uint32_t mLightCount; //灯亮暗次数变量
uint8_t mi; //临时变量
//(1.2)【不变】关总中断
DISABLE_INTERRUPTS;
//(1.3)给主函数使用的局部变量赋初值
mMainLoopCount=0; //主循环次数变量
mLightCount=0; //灯亮暗次数变量
//(1.4)给全局变量赋初值
//(1.5)用户外设模块初始化
//gpio_init(LIGHT_BLUE,GPIO_OUTPUT,LIGHT_ON); //初始化蓝灯
uart_init(UART_User,115200); //初始化串口模块
//(1.6)使能模块中断
uart_enable_re_int(UART_User); //接受中断
//(1.7)【不变】开总中断
ENABLE_INTERRUPTS;
printf("THY32106100136: 请输入一个字符\n");
//(1)======启动部分(结尾)==========================================
//(2)======主循环部分(开头)========================================
for(;;) //for(;;)(开头)
{
//(2.1)主循环次数变量+1
mMainLoopCount++;
//(2.2)未达到主循环次数设定值,继续循环
if (mMainLoopCount<=35000000) continue;
} //for(;;)结尾
//(2)======主循环部分(结尾)========================================
} //main函数(结尾)
2. isr.c:
//文件名称:isr.c(中断处理程序源文件)
#include "includes.h"
void USART2_IRQHandler(void)
{
//初始化:
gpio_init(LIGHT_BLUE,GPIO_OUTPUT,LIGHT_ON);
gpio_init(LIGHT_GREEN,GPIO_OUTPUT,LIGHT_ON);
gpio_init(LIGHT_RED,GPIO_OUTPUT,LIGHT_ON);
uint8_t ch;
uint8_t flag;
DISABLE_INTERRUPTS; //关总中断
ch=uart_re1(UART_User,&flag); //调用函数接受一个字节的数据
if(flag)
{
if(ch=='R')
{
uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)"THY接收到字符:");
uart_send1(UART_User,ch);
uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)",红灯亮 ");
gpio_set(LIGHT_RED,LIGHT_ON);
gpio_set(LIGHT_GREEN,LIGHT_OFF);
gpio_set(LIGHT_BLUE,LIGHT_OFF);
uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)"下一个字符:");
uart_send1(UART_User,ch+1);
uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)" ");
}
else if(ch=='B')
{
uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)"THY接收到字符:");
uart_send1(UART_User,ch);
uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)",蓝灯亮 ");
gpio_set(LIGHT_RED,LIGHT_OFF);
gpio_set(LIGHT_GREEN,LIGHT_OFF);
gpio_set(LIGHT_BLUE,LIGHT_ON);
uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)"下一个字符:");
uart_send1(UART_User,ch+1);
uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)" ");
}
else if(ch=='G')
{
uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)"THY接收到字符:");
uart_send1(UART_User,ch);
uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)",绿灯亮 ");
gpio_set(LIGHT_RED,LIGHT_OFF);
gpio_set(LIGHT_GREEN,LIGHT_ON);
gpio_set(LIGHT_BLUE,LIGHT_OFF);
uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)"下一个字符:");
uart_send1(UART_User,ch+1);
uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)" ");
}
else
{
gpio_set(LIGHT_RED,LIGHT_OFF);
gpio_set(LIGHT_GREEN,LIGHT_OFF);
gpio_set(LIGHT_BLUE,LIGHT_OFF);
uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)"THY接收到字符:");
uart_send1(UART_User,ch);
uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)",下一个字符:");
uart_send1(UART_User,ch+1);
uart_send_string(UART_User,(uint8_t *)" ");
}
}
ENABLE_INTERRUPTS; //开总中断
}
- 直接地址编程方式实现:
- Main.c:
//主函数,一般情况下可以认为程序从此开始运行(实际上有启动过程,参见书稿)
int main(void)
{
//(1)======启动部分(开头)==========================================
//(1.1)声明main函数使用的局部变量
uint8_t mTest;
uint32_t mCount;
//uart寄存器相关地址
volatile uint32_t* RCC_AHB2; //GPIO的A口时钟使能寄存器地址
volatile uint32_t* RCC_APB1; //UART的2口时钟使能寄存器地址
volatile uint32_t* gpio_ptr; //GPIO的A口基地址
volatile uint32_t* uart_ptr; //uart2端口的基地址
volatile uint32_t* gpio_mode; //引脚模式寄存器地址=口基地址
volatile uint32_t* gpio_afrl; //GPIO复用功能低位寄存器
volatile uint32_t* uart_brr; //UART波特率寄存器地址
volatile uint32_t* uart_isr; // UART中断和状态寄存器基地址
volatile uint32_t* uart_cr1; //UART控制寄存器1基地址
volatile uint32_t* uart_cr2; // UART控制寄存器2基地址
volatile uint32_t* uart_cr3; // UART控制寄存器3基地址
volatile uint32_t* uart_tdr; // UART发送数据寄存器
uint16_t usartdiv; //BRR寄存器应赋的值
//变量赋值
RCC_APB1=0x40021058UL; //UART时钟使能寄存器地址
RCC_AHB2=0x4002104CUL; //GPIO的A口时钟使能寄存器地址
gpio_ptr=0x48000000UL; //GPIOA端口的基地址
uart_ptr=0x40004400UL; //UART2端口的基地址
gpio_mode=0x48000000UL; //引脚模式寄存器地址=口基地址
gpio_afrl=0x48000020UL; // GPIO复用功能低位寄存器
uart_cr1=0x40004400UL; //UART控制寄存器1基地址
uart_brr=0x4000440CUL; // UART波特率寄存器地址
uart_isr=0x4000441CUL; // UART中断和状态寄存器基地址
uart_tdr=0x40004428UL; //UART发送数据寄存器
uart_cr2=0x40004404UL; // UART控制寄存器2基地址
uart_cr3=0x40004408UL; //UART控制寄存器3基地址
//(1.2)【不变】关总中断
DISABLE_INTERRUPTS;
//(1.3)给主函数使用的局部变量赋初值
mCount=0;
//(1.4)给全局变量赋初值
//(1.5)用户外设模块初始化
gpio_init(LIGHT_BLUE,GPIO_OUTPUT,LIGHT_ON); //初始化蓝灯
//uart_init(UART_User,115200);
//使能GPIOA和UART2的时钟
*RCC_APB1|=(0x1UL<<17U); //UART2时钟使能
*RCC_AHB2 |=(0x1UL<<0U); //GPIOA时钟使能
//将GPIO端口设置为复用功能
//首先将D7、D6、D5、D4清零
*gpio_mode &= ~((0x3UL<<4U)|(0x3UL<<6U));
//然后将D7、D6、D5、D4设为1010,设置PTA2、PTA3为复用功能串行功能。
*gpio_mode |=((0x2UL<<4U)|(0x2UL<<6U));
//选择引脚的端口复用功能
//首先将D15~D8清零
*gpio_afrl &= ~((0xFUL<<8U)|(0xFUL<<12U));
//然后将D15~D8设置为01110111,分别将PTA3、PTA2引脚设置为USART2_RX、USART2_TX
*gpio_afrl=(((0x1UL<<8U)|(0x2UL<<8U)|(0x4UL<<8U))|((0x1UL<<12U)
|(0x2UL<<12U)|(0x4UL<<12U)));
//暂时禁用UART功能,控制寄存器1的第0位对应的是UE—USART使能位。
//此位清零后,USART预分频器和输出将立即停止,并丢弃所有当前操作。
*uart_cr1 &= ~(0x1UL);
//暂时关闭串口发送与接收功能,控制寄存器1的发送器使能位(D3)、接收器使能位(D2)
*uart_cr1 &= ~((0x1UL<<3U)|(0x1UL<<2U));
//配置波特率
if(*uart_cr1&(0x1UL<<15) == (0x1UL<<15))
usartdiv = (uint16_t)((SystemCoreClock/115200)*2);
else
usartdiv = (uint16_t)((SystemCoreClock/115200));
*uart_brr = usartdiv;
//初始化控制寄存器和中断状态寄存器、清标志位
//关中断
*uart_isr = 0x0UL;
//将控制寄存器2的两个使能位清零。D14—LIN模式使能位、D11—时钟使能位
*uart_cr2 &= ~((0x1UL<<14U)|(0x1UL<<11U));
//将控制寄存器3的三个使能位清零。D5 (SCEN) —smartcard模式使能位、
//D3 (HDSEL) —半双工选择位、D1 (IREN) —IrDA 模式使能位
*uart_cr3 &= ~((0x1UL<<5U) | (0x1UL<<3U) |(0x1UL<<1U));
//启动串口发送与接收功能
*uart_cr1 |= ((0x1UL<<3U)|(0x1UL<<2U));
//开启UART功能
*uart_cr1 |= (0x1UL<<0U);
//(1.6)使能模块中断
uart_enable_re_int(UART_User); //使能UART_User模块接收中断功能
//(1.7)【不变】开总中断
ENABLE_INTERRUPTS;
//(1)======启动部分(结尾)==========================================
//(2)======主循环部分(开头)========================================
printf("THY32106100136请输入一个字符: \n");
for(;;)
{
}
//(2)======主循环部分(结尾)========================================
} //main函数(结尾)
- Isr.c:
//======================================================================
//程序名称:UART_User_Handler
//触发条件:UART_User串口收到一个字节触发
//备 注:进入本程序后,可使用uart_get_re_int函数可再进行中断标志判断
// (1-有UART接收中断,0-没有UART接收中断)
//======================================================================
void USART2_IRQHandler(void)
{
volatile uint8_t *uart_isr;
volatile uint8_t *uart_rdr;
volatile uint8_t *uart_tdr;
uart_isr=0x4000441CUL; // UART中断和状态寄存器基地址
uart_tdr=0x40004428UL; //UART发送数据寄存器
uart_rdr=0x40004424UL; //UART接收数据寄存器
uint8_t ch;
uint8_t flag;
gpio_init(LIGHT_BLUE,GPIO_OUTPUT,LIGHT_ON); //初始化蓝灯
gpio_init(LIGHT_GREEN,GPIO_OUTPUT,LIGHT_ON); //初始化绿灯
gpio_init(LIGHT_RED,GPIO_OUTPUT,LIGHT_ON); //初始化红灯
DISABLE_INTERRUPTS; //关总中断
//接受1字节数据
if (*uart_isr & (0x1UL<<5UL))
{
ch = *uart_rdr;
flag=1;
}
//对数据进行处理
if(flag)
{
//如果收到字符B,蓝灯亮
if(ch=='B')
{
gpio_set(LIGHT_RED,LIGHT_OFF);
gpio_set(LIGHT_GREEN,LIGHT_OFF);
gpio_set(LIGHT_BLUE,LIGHT_ON);
}
//收到字符R,则红灯亮
else if(ch=='R')
{
gpio_set(LIGHT_RED,LIGHT_ON);
gpio_set(LIGHT_GREEN,LIGHT_OFF);
gpio_set(LIGHT_BLUE,LIGHT_OFF);
}
//收到字符G,则绿灯亮
else if(ch=='G')
{
gpio_set(LIGHT_RED,LIGHT_OFF);
gpio_set(LIGHT_GREEN,LIGHT_ON);
gpio_set(LIGHT_BLUE,LIGHT_OFF);
}
else
{
gpio_set(LIGHT_RED,LIGHT_OFF);
gpio_set(LIGHT_GREEN,LIGHT_OFF);
gpio_set(LIGHT_BLUE,LIGHT_OFF);
}
//通过发送端口回发收到的下一字节
if (*uart_isr & (0x1UL<<7UL))
{
*uart_tdr = ch+1; //回发接收到的下一个字节
}
}
ENABLE_INTERRUPTS; //开总中断
}
五、运行结果
用适当的文字、截图、图片等描述实验的结果。
- 构件调用方式实现:
2. 直接地址编程方式实现:
六、分析思考
- UART主要通过串口进行通信,在编写程序时,主要需要用到发送寄存器和接受寄存器以及中断和状态寄存器,通过开关中断在每次中断读取字符数据并进行相应的处理。
- 构件法编程只需调用对应的函数进行编程,并对不同的字符进行不同的处理,在调用UART相关函数以前需要对UART进行初始化与中断使能处理(否则MCU接受不到发来的数据,显示出来一通乱码)如图:
-
- 在使用构件法编程将程序下载至MCU时发现,MCU经常性的连接不上,不清楚是不是进行字符中断占用了某些接口(?)。